JPH0787955A - 光合成によるｃｏ２固定化方法およびその装置 - Google Patents
光合成によるｃｏ２固定化方法およびその装置Info
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- JPH0787955A JPH0787955A JP5236456A JP23645693A JPH0787955A JP H0787955 A JPH0787955 A JP H0787955A JP 5236456 A JP5236456 A JP 5236456A JP 23645693 A JP23645693 A JP 23645693A JP H0787955 A JPH0787955 A JP H0787955A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気相中のＣＯ2 を直接的に光合成生物により
固定化して、ＣＯ2 固化率を向上させる。 【構成】 気相中に担体２が露出して設けられ、担体２
の表面に光合成生物５が付着している。光合成生物５
は、その表面に液膜２０を有している。光合成生物５に
ＣＯ2 を含む排ガスが接触すると、ＣＯ2 は光合成生物
５によって固定化され処理ガスが生成される。
固定化して、ＣＯ2 固化率を向上させる。 【構成】 気相中に担体２が露出して設けられ、担体２
の表面に光合成生物５が付着している。光合成生物５
は、その表面に液膜２０を有している。光合成生物５に
ＣＯ2 を含む排ガスが接触すると、ＣＯ2 は光合成生物
５によって固定化され処理ガスが生成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、火力発電所、ボイラ、
水処理プラント等の排ガスに含まれるＣＯ2を、光合成
生物を利用して効率的に固定化することができる光合成
によるＣＯ2固定化方法およびその装置に関する。
水処理プラント等の排ガスに含まれるＣＯ2を、光合成
生物を利用して効率的に固定化することができる光合成
によるＣＯ2固定化方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光合成によるＣＯ2 固定化方法お
よびその装置を図１４および図１５に示す。図１４にお
いて、火力発電所等のＣＯ2 を含有する排ガス１が、培
養液４内を光合成生物５が浮遊する液体培養バイオリア
クタ２内に供給される。培養液４に太陽光もしくは人工
光等の光６が照射されて、処理ガス３が生成される。
よびその装置を図１４および図１５に示す。図１４にお
いて、火力発電所等のＣＯ2 を含有する排ガス１が、培
養液４内を光合成生物５が浮遊する液体培養バイオリア
クタ２内に供給される。培養液４に太陽光もしくは人工
光等の光６が照射されて、処理ガス３が生成される。
【０００３】排ガス１中のＣＯ2 は、液体培養バイオリ
アクタ２内において、培養液４中の水に溶解し、式
（１）および式（２）のようにＨＣＯ3 となる。次に式
（３）のように、微細藻類や光合成細菌等の光合成生物
５はＨＣＯ3 からＣＯ2 を発生させる。次に光合成生物
５は、このＣＯ2 を光合成の基質として利用し、光の光
エネルギーを用いて固定化する。すなわち、微細藻類は
式（４）のようにＣＯ2 を、光エネルギーを用いてＣ6
Ｈ12Ｏ6 （ぶどう糖）等の有機化合物とＯ2 （酸素）に
変換し、光合成細菌は式（５）のようにＣＯ2 を、光エ
ネルギーを用いてＣ6 Ｈ12Ｏ6 （ぶどう糖）等の有機化
合物とＳ（イオウ）に変換する。このように、光合成生
物はＣＯ2 を有機化合物として固定化し、排ガス中のＣ
Ｏ2 が固定化されて生成された処理ガス３は大気中に放
出される。
アクタ２内において、培養液４中の水に溶解し、式
（１）および式（２）のようにＨＣＯ3 となる。次に式
（３）のように、微細藻類や光合成細菌等の光合成生物
５はＨＣＯ3 からＣＯ2 を発生させる。次に光合成生物
５は、このＣＯ2 を光合成の基質として利用し、光の光
エネルギーを用いて固定化する。すなわち、微細藻類は
式（４）のようにＣＯ2 を、光エネルギーを用いてＣ6
Ｈ12Ｏ6 （ぶどう糖）等の有機化合物とＯ2 （酸素）に
変換し、光合成細菌は式（５）のようにＣＯ2 を、光エ
ネルギーを用いてＣ6 Ｈ12Ｏ6 （ぶどう糖）等の有機化
合物とＳ（イオウ）に変換する。このように、光合成生
物はＣＯ2 を有機化合物として固定化し、排ガス中のＣ
Ｏ2 が固定化されて生成された処理ガス３は大気中に放
出される。
【０００４】
【数１】 従来の光合成によるＣＯ2 固定化装置を図１５に示す。
図１５において、排ガス１はガス管７を介して液体培養
バイオリアクタ２内に供給され、排ガス１中のＣＯ2 は
液体培養バイオリアクタ２内の培養液４中に植菌した微
細藻類や光合成細菌等の光合成生物５によって光源６の
光エネルギーを用いて固定化される。排ガス中のＣＯ2
が固定化されて生成された処理ガス３は、管８を介して
大気中に放出される。
図１５において、排ガス１はガス管７を介して液体培養
バイオリアクタ２内に供給され、排ガス１中のＣＯ2 は
液体培養バイオリアクタ２内の培養液４中に植菌した微
細藻類や光合成細菌等の光合成生物５によって光源６の
光エネルギーを用いて固定化される。排ガス中のＣＯ2
が固定化されて生成された処理ガス３は、管８を介して
大気中に放出される。
【０００５】この間、適時、ポンプ１２が駆動され、光
合成生物５の栄養分である基質液が基質液槽１３から管
１０を介して液体培養バイオリアクタ２内に供給され
る。また、光合成のプロセスによって増殖した光合成生
物５は、開閉弁１１を開けて管１０から排出される。
合成生物５の栄養分である基質液が基質液槽１３から管
１０を介して液体培養バイオリアクタ２内に供給され
る。また、光合成のプロセスによって増殖した光合成生
物５は、開閉弁１１を開けて管１０から排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の光合成によるＣ
Ｏ2 固定化の方法および装置において、光合成生物５が
培養液４中に浮遊するため、次のような問題が生じてい
る。すなわち、光は培養液４の液体表面から下方約１０
cm付近までしか透過せず、排ガス１中のＣＯ2 を効率的
に固定化することができない。
Ｏ2 固定化の方法および装置において、光合成生物５が
培養液４中に浮遊するため、次のような問題が生じてい
る。すなわち、光は培養液４の液体表面から下方約１０
cm付近までしか透過せず、排ガス１中のＣＯ2 を効率的
に固定化することができない。
【０００７】この場合（１）液体培養バイオリアクタ２
の設置面積を大きくするつまり受光面積を大きくする
か、（２）液体培養バイオリアクタ２の槽高を高くして
側面で受光するか、（３）液体培養バイオリアクタ２を
複数個直列に配し、多段処理することが考えられる。
の設置面積を大きくするつまり受光面積を大きくする
か、（２）液体培養バイオリアクタ２の槽高を高くして
側面で受光するか、（３）液体培養バイオリアクタ２を
複数個直列に配し、多段処理することが考えられる。
【０００８】しかしながら、（１）の液体培養バイオリ
アクタ２の設置面積を大きくする場合、排ガス１の供給
装置が複雑となり、また多数必要となる。（２）の液体
培養バイオリアクタ２の槽高を高くする場合では、その
側面に強度の高いガラス等の光透過性の素材を用いる必
要がある。さらに（３）の液体培養バイオリアクタ２を
複数直列に配置する場合は、排ガス１中のＣＯ2 を複数
個の液体培養バイオリアクタで繰り返し処理するため、
次段のバイオリアクタまでガスを供給できるブロア用の
大きな動力が必要となる。つまり従来の光合成によるＣ
Ｏ2 固定化方法および装置では、小さな動力でかつ省ス
ペースで高いＣＯ2 固定化率を得ることが困難である。
アクタ２の設置面積を大きくする場合、排ガス１の供給
装置が複雑となり、また多数必要となる。（２）の液体
培養バイオリアクタ２の槽高を高くする場合では、その
側面に強度の高いガラス等の光透過性の素材を用いる必
要がある。さらに（３）の液体培養バイオリアクタ２を
複数直列に配置する場合は、排ガス１中のＣＯ2 を複数
個の液体培養バイオリアクタで繰り返し処理するため、
次段のバイオリアクタまでガスを供給できるブロア用の
大きな動力が必要となる。つまり従来の光合成によるＣ
Ｏ2 固定化方法および装置では、小さな動力でかつ省ス
ペースで高いＣＯ2 固定化率を得ることが困難である。
【０００９】また、従来の光合成によるＣＯ2 固定化方
法と装置においては、光合成生物５をバイオマスとして
回収する場合、光合成生物５が培養液４中に分散してい
るため培養液４を沈降分離したり遠心分離する濃縮工程
が必要となる。このため濃縮工程に必要な装置の設置面
積が大きくなったり、それらの工程に必要な動力がかか
る。
法と装置においては、光合成生物５をバイオマスとして
回収する場合、光合成生物５が培養液４中に分散してい
るため培養液４を沈降分離したり遠心分離する濃縮工程
が必要となる。このため濃縮工程に必要な装置の設置面
積が大きくなったり、それらの工程に必要な動力がかか
る。
【００１０】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、ＣＯ2 固定化率を上げることにより省スペ
ース化を図り、かつ固定化した光合成生物をバイオマス
として効率的に回収することができる光合成によるＣＯ
2 固定化方法およびその装置を提供することを目的とす
る。
ものであり、ＣＯ2 固定化率を上げることにより省スペ
ース化を図り、かつ固定化した光合成生物をバイオマス
として効率的に回収することができる光合成によるＣＯ
2 固定化方法およびその装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
気相中にある固定物体の表面または内部に、その表面に
液膜を有する光合成生物を付着させる工程と、前記光合
成生物にＣＯ2 を含む排ガスを接触させるとともに、光
合成生物に光を照射して光合成生物によりＣＯ2 を固定
化し処理ガスを生成する工程と、からなる光合成による
ＣＯ2 固定化方法である。
気相中にある固定物体の表面または内部に、その表面に
液膜を有する光合成生物を付着させる工程と、前記光合
成生物にＣＯ2 を含む排ガスを接触させるとともに、光
合成生物に光を照射して光合成生物によりＣＯ2 を固定
化し処理ガスを生成する工程と、からなる光合成による
ＣＯ2 固定化方法である。
【００１２】請求項４記載の発明は、気相中に設けられ
た固定物体と、この固定物体の表面または内部に設けら
れ、表面に液膜を有する光合成生物と、ＣＯ2 を含む排
ガスを前記光合成生物側へ供給するガス供給手段と、を
備えたことを特徴とする光合成によるＣＯ2 固定化装置
である。
た固定物体と、この固定物体の表面または内部に設けら
れ、表面に液膜を有する光合成生物と、ＣＯ2 を含む排
ガスを前記光合成生物側へ供給するガス供給手段と、を
備えたことを特徴とする光合成によるＣＯ2 固定化装置
である。
【００１３】請求項５記載の発明は、内部の気相中に担
体が配設されるとともに、この担体の表面または内部
に、表面に液膜を有する光合成生物を付着させた固体培
養バイオリアクタと、前記固体培養バイオリアクタ内に
ＣＯ2 を含む排ガスを供給するガス供給手段と、前記固
体培養バイオリアクタ内の処理ガスを放出するガス放出
手段と、前記固体培養バイオリアクタ内に光合成生物の
基質液を間欠的に供給する基質液供給手段と、を備えた
ことを特徴とする光合成によるＣＯ2 固定化装置であ
る。
体が配設されるとともに、この担体の表面または内部
に、表面に液膜を有する光合成生物を付着させた固体培
養バイオリアクタと、前記固体培養バイオリアクタ内に
ＣＯ2 を含む排ガスを供給するガス供給手段と、前記固
体培養バイオリアクタ内の処理ガスを放出するガス放出
手段と、前記固体培養バイオリアクタ内に光合成生物の
基質液を間欠的に供給する基質液供給手段と、を備えた
ことを特徴とする光合成によるＣＯ2 固定化装置であ
る。
【００１４】請求項６記載の発明は、外面に担体が取付
けられた多孔質の外壁を有するとともに、この担体の表
面または内部に、表面に液膜を有する光合成生物を付着
させた固体培養バイオリアクタと、前記固体培養バイオ
リアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスを供給するガス供給手
段と、前記固体培養バイオリアクタ内の処理ガスを放出
するガス放出手段と、前記固体培養バイオリアクタ内に
光合成生物の基質液を間欠的に供給する基質液供給手段
と、を備えたことを特徴とする光合成によるＣＯ2 固定
化装置である。
けられた多孔質の外壁を有するとともに、この担体の表
面または内部に、表面に液膜を有する光合成生物を付着
させた固体培養バイオリアクタと、前記固体培養バイオ
リアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスを供給するガス供給手
段と、前記固体培養バイオリアクタ内の処理ガスを放出
するガス放出手段と、前記固体培養バイオリアクタ内に
光合成生物の基質液を間欠的に供給する基質液供給手段
と、を備えたことを特徴とする光合成によるＣＯ2 固定
化装置である。
【００１５】請求項７記載の発明は、多孔質の外壁を有
するとともに、この外壁の表面または内部に、表面に液
膜を有する光合成生物を付着させた固体培養バイオリア
クタと、前記固体培養バイオリアクタ内にＣＯ2 を含む
排ガスを供給するガス供給手段と、前記固体培養バイオ
リアクタ内に光合成生物の基質液を間欠的に供給する基
質液供給手段と、を備えたことを特徴とする光合成によ
るＣＯ2 固定化装置である。
するとともに、この外壁の表面または内部に、表面に液
膜を有する光合成生物を付着させた固体培養バイオリア
クタと、前記固体培養バイオリアクタ内にＣＯ2 を含む
排ガスを供給するガス供給手段と、前記固体培養バイオ
リアクタ内に光合成生物の基質液を間欠的に供給する基
質液供給手段と、を備えたことを特徴とする光合成によ
るＣＯ2 固定化装置である。
【００１６】
【作用】請求項１記載の発明によれば、固定物体の表面
または内部に付着された光合成生物にＣＯ2 を含む排ガ
スを接触させるとともに、光合成生物に光を照射するこ
とにより、光合成生物によりＣＯ2 を固定化し処理ガス
を生成する。
または内部に付着された光合成生物にＣＯ2 を含む排ガ
スを接触させるとともに、光合成生物に光を照射するこ
とにより、光合成生物によりＣＯ2 を固定化し処理ガス
を生成する。
【００１７】請求項４記載の発明によれば、ガス供給手
段によりＣＯ2 を含むガスを固体物体の表面または内部
に付着された光合成生物に供給して接触させることによ
り、光エネルギーにより光合成生物においてＣＯ2 を固
定化して処理ガスを生成する。
段によりＣＯ2 を含むガスを固体物体の表面または内部
に付着された光合成生物に供給して接触させることによ
り、光エネルギーにより光合成生物においてＣＯ2 を固
定化して処理ガスを生成する。
【００１８】請求項５記載の発明によれば、固体培養バ
イオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスをガス供給手段に
より供給すると、固体培養バイオリアクタ内に配設され
た担体の表面または内部に付着された光合成生物におい
て、光エネルギーによりＣＯ2 が固定化され処理ガスが
生成される。処理ガスは、ガス放出手段により放出さ
れ、基質液供給手段により、基質液が光合成生物に間欠
的に供給される。
イオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスをガス供給手段に
より供給すると、固体培養バイオリアクタ内に配設され
た担体の表面または内部に付着された光合成生物におい
て、光エネルギーによりＣＯ2 が固定化され処理ガスが
生成される。処理ガスは、ガス放出手段により放出さ
れ、基質液供給手段により、基質液が光合成生物に間欠
的に供給される。
【００１９】請求項６記載の発明によれば、固体培養バ
イオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスをガス供給手段に
より供給すると、排ガス中のＣＯ2 は多孔質の外壁を通
って担体の表面または内部に付着された光合成生物と接
触する、光エネルギーによりＣＯ2 が光合成生物に固定
化され、固体培養バイオリアクタ内の処理ガスはガス放
出手段により放出される。基質液供給手段により基質液
が光合成生物に間欠的に供給される。
イオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスをガス供給手段に
より供給すると、排ガス中のＣＯ2 は多孔質の外壁を通
って担体の表面または内部に付着された光合成生物と接
触する、光エネルギーによりＣＯ2 が光合成生物に固定
化され、固体培養バイオリアクタ内の処理ガスはガス放
出手段により放出される。基質液供給手段により基質液
が光合成生物に間欠的に供給される。
【００２０】請求項７記載の発明によれば、固体培養バ
イオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスをガス供給手段に
より供給すると、排ガス中のＣＯ2 は多孔質の外壁を通
って担体の表面または内部に付着された光合成生物と接
触する。光エネルギーによりＣＯ2 が光合成生物に固定
化され、固体培養バイオリアクタ内の処理ガスはガス放
出手段により放出される。基質液供給手段により基質液
が光合成生物に間欠的に供給される。
イオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスをガス供給手段に
より供給すると、排ガス中のＣＯ2 は多孔質の外壁を通
って担体の表面または内部に付着された光合成生物と接
触する。光エネルギーによりＣＯ2 が光合成生物に固定
化され、固体培養バイオリアクタ内の処理ガスはガス放
出手段により放出される。基質液供給手段により基質液
が光合成生物に間欠的に供給される。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例におい
て説明する。図１乃至図３は本発明の第１の実施例を示
す図である。
て説明する。図１乃至図３は本発明の第１の実施例を示
す図である。
【００２２】図１において、固定物体である担体２１が
気相中に設けられ、この担体２１の表面に、表面に液膜
２０を有する光合成生物５が付着している。この場合、
液膜２０と担体２１とが結合している。なお固定物体は
担体２１に限らず、リアクタの外壁であってもよい。
気相中に設けられ、この担体２１の表面に、表面に液膜
２０を有する光合成生物５が付着している。この場合、
液膜２０と担体２１とが結合している。なお固定物体は
担体２１に限らず、リアクタの外壁であってもよい。
【００２３】火力発電所等から供給される排ガス１は、
液膜２０を通過して光合成生物５に接触する。この場
合、排ガス１中に含まれるＣＯ2 は、液膜２０を通過す
る間、前述した式（１）と式（２）の反応によりＨＣＯ
3 - となる。このＨＣＯ3 - はその後光合成生物５によ
り式（３）に基づいてＣＯ2 に変換される。この間、光
合成生物５に光６が照射され、光６の光エネルギーによ
り、式（４）および式（５）に基づいて、ＣＯ2 が有機
化合物（Ｃ6 Ｈ12Ｏ6 ）に変換され、その後この有機化
合物が光合成生物５に固定化される。排ガス１中のＣＯ
2 が固定化されて生成した処理ガス３は、外部へ放出さ
れる。
液膜２０を通過して光合成生物５に接触する。この場
合、排ガス１中に含まれるＣＯ2 は、液膜２０を通過す
る間、前述した式（１）と式（２）の反応によりＨＣＯ
3 - となる。このＨＣＯ3 - はその後光合成生物５によ
り式（３）に基づいてＣＯ2 に変換される。この間、光
合成生物５に光６が照射され、光６の光エネルギーによ
り、式（４）および式（５）に基づいて、ＣＯ2 が有機
化合物（Ｃ6 Ｈ12Ｏ6 ）に変換され、その後この有機化
合物が光合成生物５に固定化される。排ガス１中のＣＯ
2 が固定化されて生成した処理ガス３は、外部へ放出さ
れる。
【００２４】なお、担体２１は、図２および図３に示す
ように多数の直線上の孔２１ａを有していてもよい。
ように多数の直線上の孔２１ａを有していてもよい。
【００２５】図２の場合は、担体２１の表面に光合成生
物５が付着し、排ガス１は孔２１ａを通って光合成生物
５と接触する。
物５が付着し、排ガス１は孔２１ａを通って光合成生物
５と接触する。
【００２６】図３の場合は、担体２１の内部に光合成生
物５が付着し、排ガス１は光合成生物５と接触する。排
ガス１中のＣＯ2 が固定化されて生成した処理ガス３
は、孔２１ａを通って外部へ放出される。
物５が付着し、排ガス１は光合成生物５と接触する。排
ガス１中のＣＯ2 が固定化されて生成した処理ガス３
は、孔２１ａを通って外部へ放出される。
【００２７】従来の液相中では液相中に溶込んだＣＯ2
のみが光合成生物５により固定化されるのに対し、本実
施例によれば気相中のＣＯ2 を直接的に光合成生物５に
より固定化することができる。また光合成生物５は気相
中に露出するので、液相により光の透過が妨げられるこ
とはなく、ＣＯ2 固定化率を向上させることができる。
のみが光合成生物５により固定化されるのに対し、本実
施例によれば気相中のＣＯ2 を直接的に光合成生物５に
より固定化することができる。また光合成生物５は気相
中に露出するので、液相により光の透過が妨げられるこ
とはなく、ＣＯ2 固定化率を向上させることができる。
【００２８】次に本発明の第２実施例を図４により説明
する。
する。
【００２９】図４に示すように、ＣＯ2 固定化装置は外
壁３０を有する固体培養バイオリアクタ２２備えてお
り、固体培養バイオリアクタ２２内の気相中には支持棒
２５によって支持された８の字状の担体２１が配設され
ている。また担体２１の表面には、表面に液膜２０（図
１）を有する光合成生物５が付着している。
壁３０を有する固体培養バイオリアクタ２２備えてお
り、固体培養バイオリアクタ２２内の気相中には支持棒
２５によって支持された８の字状の担体２１が配設され
ている。また担体２１の表面には、表面に液膜２０（図
１）を有する光合成生物５が付着している。
【００３０】また固体培養バイオリアクタ２２には、排
ガス供給用のガス管２３および処理ガス放出用のガス管
２４が各々接続され、ガス管２３には開閉弁２７を有す
る管２９を介して基質液槽２６が接続されている。
ガス供給用のガス管２３および処理ガス放出用のガス管
２４が各々接続され、ガス管２３には開閉弁２７を有す
る管２９を介して基質液槽２６が接続されている。
【００３１】次に図４に示すＣＯ2 固定化装置の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３２】まず、液体培養バイオリアクタ２（図１５
参照）内に担体２１を投入し、担体２１の表面もしくは
担体２１の内部に光合成生物５であるクロレラを付着固
定する。次に光合成生物５を付着固定した担体２１を固
体培養バイオリアクタ２２内に配置し、その後、火力発
電所の排ガス１をガス管２３を通して固体培養バイオリ
アクタ２２内に供給する。
参照）内に担体２１を投入し、担体２１の表面もしくは
担体２１の内部に光合成生物５であるクロレラを付着固
定する。次に光合成生物５を付着固定した担体２１を固
体培養バイオリアクタ２２内に配置し、その後、火力発
電所の排ガス１をガス管２３を通して固体培養バイオリ
アクタ２２内に供給する。
【００３３】排ガス１中に含まれるＣＯ2 は、担体２１
に付着固定した光合成生物５と直接接触し、光６の太陽
光の光エネルギーにより、有機化合物として固定化され
る。排ガス１に含まれるＣＯ2 を除去した処理ガス３は
ガス管２４を介して大気中に放出される。この間、光合
成生物５の栄養分となる基質と水分を含んだ基質液は、
随時例えば１日に１回、開閉弁２７を開けて基質液槽２
６から管２９を介して固体培養バイオリアクタ２２内に
供給される。光合成生物５が過剰に増殖し、肥大化する
と、光合成生物５が付着した担体２１は、適時例えば１
週間に１度排ガス１の供給を停止した後、支持棒２５ご
と固体培養バイオリアクタ２２から外部へ取り出され
る。次に水洗浄を行い、過剰増殖した光合成生物５が担
体２１ｄから強制剥離され、剥離した光合成生物５は有
用物質として回収される。光合成生物５が洗浄された担
体２１は、支持棒２５とともに固体培養バイオリアクタ
２２内に戻される。
に付着固定した光合成生物５と直接接触し、光６の太陽
光の光エネルギーにより、有機化合物として固定化され
る。排ガス１に含まれるＣＯ2 を除去した処理ガス３は
ガス管２４を介して大気中に放出される。この間、光合
成生物５の栄養分となる基質と水分を含んだ基質液は、
随時例えば１日に１回、開閉弁２７を開けて基質液槽２
６から管２９を介して固体培養バイオリアクタ２２内に
供給される。光合成生物５が過剰に増殖し、肥大化する
と、光合成生物５が付着した担体２１は、適時例えば１
週間に１度排ガス１の供給を停止した後、支持棒２５ご
と固体培養バイオリアクタ２２から外部へ取り出され
る。次に水洗浄を行い、過剰増殖した光合成生物５が担
体２１ｄから強制剥離され、剥離した光合成生物５は有
用物質として回収される。光合成生物５が洗浄された担
体２１は、支持棒２５とともに固体培養バイオリアクタ
２２内に戻される。
【００３４】本実施例によれば、担体２１は支持棒２５
により支持された８の字のひも状となっているので、ひ
も状の担体２１の間隙に光合成生物５を付着固定するこ
とができ、光合成生物５の濃度を高くすることができ
る。また、基質液槽２６内からの基質液の供給を、開閉
弁２７の開閉のみで行うことができるので、動力が少な
く維持管理が容易となる。また担体２１に付着固定した
光合成生物５の洗浄は、固体培養バイオリアクタ２２の
外部で行うので、動力が少なく洗浄の程度を調整するこ
とができる。
により支持された８の字のひも状となっているので、ひ
も状の担体２１の間隙に光合成生物５を付着固定するこ
とができ、光合成生物５の濃度を高くすることができ
る。また、基質液槽２６内からの基質液の供給を、開閉
弁２７の開閉のみで行うことができるので、動力が少な
く維持管理が容易となる。また担体２１に付着固定した
光合成生物５の洗浄は、固体培養バイオリアクタ２２の
外部で行うので、動力が少なく洗浄の程度を調整するこ
とができる。
【００３５】次に本発明の第３の実施例について図５に
より説明する。
より説明する。
【００３６】図５に示すように、ＣＯ2 固定化装置は外
壁３０を有する固体培養バイオリアクタ２２を備えてお
り、固体培養バイオリアクタ２２の上部および内部には
多孔質カバー３２ａ，３２ｂが着脱自在に配設されてい
る。また内部の多孔質カバー３２ｂによって固体培養バ
イオリアクタ内が上下２つに分割され、上下２つに分割
された各々の室には支持棒２５によって支持された８字
状の担体２１が配設されている。
壁３０を有する固体培養バイオリアクタ２２を備えてお
り、固体培養バイオリアクタ２２の上部および内部には
多孔質カバー３２ａ，３２ｂが着脱自在に配設されてい
る。また内部の多孔質カバー３２ｂによって固体培養バ
イオリアクタ内が上下２つに分割され、上下２つに分割
された各々の室には支持棒２５によって支持された８字
状の担体２１が配設されている。
【００３７】また上部の多孔質カバー（外壁）３２ａ上
には、透明性の平板状の担体３１が設けられ、８字状の
担体２１および平板状の担体３１の表面または内部に
は、表面に液膜２０を有する光合成生物５が付着してい
る。さらに、基質液槽２６から開閉弁２７を有する管２
９を介して供給される基質液は、平板状の担体３１上に
散布される。
には、透明性の平板状の担体３１が設けられ、８字状の
担体２１および平板状の担体３１の表面または内部に
は、表面に液膜２０を有する光合成生物５が付着してい
る。さらに、基質液槽２６から開閉弁２７を有する管２
９を介して供給される基質液は、平板状の担体３１上に
散布される。
【００３８】次に図５に示すＣＯ2 固定化装置の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３９】予め光合成生物５であるクロレラの液体培
養液を、８の字状担体２１および平板状担体３１の表面
に浸せきしておき、次に担体２１および担体３１を所定
位置に配置する。次に排ガス１がガス管２３を介して固
体培養バイオリアクタ２２の下方部分に供給される。こ
の間、上下の多孔質カバー３２ａ，３２ｂは透明性とな
っており、光６は多孔質カバー３２ａ，３２ｂを透過し
て各々の室の光合成生物５に達する。供給された排ガス
１は、固体培養バイオリアクタ２２中を下方から上方へ
流れ、排ガス１中のＣＯ2 は各々の室に配設された光合
成生物５と接触し、光合成生物５の光合成により有機化
合物として固定化される。
養液を、８の字状担体２１および平板状担体３１の表面
に浸せきしておき、次に担体２１および担体３１を所定
位置に配置する。次に排ガス１がガス管２３を介して固
体培養バイオリアクタ２２の下方部分に供給される。こ
の間、上下の多孔質カバー３２ａ，３２ｂは透明性とな
っており、光６は多孔質カバー３２ａ，３２ｂを透過し
て各々の室の光合成生物５に達する。供給された排ガス
１は、固体培養バイオリアクタ２２中を下方から上方へ
流れ、排ガス１中のＣＯ2 は各々の室に配設された光合
成生物５と接触し、光合成生物５の光合成により有機化
合物として固定化される。
【００４０】次に排ガス１中のＣＯ2 は平板状担体３１
を介して平板状担体３１上の光合成生物５と接触し、光
合成生物５の光合成により、有機化合物として固定化さ
れる。ＣＯ2 が除去された処理ガス３はガス管２４を介
して大気中に放出される。
を介して平板状担体３１上の光合成生物５と接触し、光
合成生物５の光合成により、有機化合物として固定化さ
れる。ＣＯ2 が除去された処理ガス３はガス管２４を介
して大気中に放出される。
【００４１】また光合成生物５の栄養分となる基質液と
水分は、開閉弁２７を開けて基質液槽２６から管２９ｂ
を介して光合成生物５の上方より供給される。過剰に増
殖した平板状担体３１表面の光合成生物５は、上部から
水洗浄して回収することができる。また８の字状担体２
１表面の光合成生物５は、多孔質カバー３２ａ，３２ｂ
を取外し、支持棒２５ごと担体２１を外部に取出して水
洗浄することにより回収される。
水分は、開閉弁２７を開けて基質液槽２６から管２９ｂ
を介して光合成生物５の上方より供給される。過剰に増
殖した平板状担体３１表面の光合成生物５は、上部から
水洗浄して回収することができる。また８の字状担体２
１表面の光合成生物５は、多孔質カバー３２ａ，３２ｂ
を取外し、支持棒２５ごと担体２１を外部に取出して水
洗浄することにより回収される。
【００４２】本実施例によれば、固体培養バイオリアク
タ２２内を上下２つに分割し、各々の室に光合成生物５
を付着した８の字状担体２１を配置するとともに、固体
培養バイオリアクタ２の上部多孔質カバー３２ａ上に、
光合成生物５を付着した平板状担体３１を配置したの
で、ＣＯ2 固定化率を向上させることができる。
タ２２内を上下２つに分割し、各々の室に光合成生物５
を付着した８の字状担体２１を配置するとともに、固体
培養バイオリアクタ２の上部多孔質カバー３２ａ上に、
光合成生物５を付着した平板状担体３１を配置したの
で、ＣＯ2 固定化率を向上させることができる。
【００４３】次に本発明の第４の実施例について図６に
より説明する。図６に示す第４の実施例は、上部多孔質
カバー３２ａの表面または内部に、平坦状担体を設ける
ことなく直接液膜２０を有する光合成生物５を付着させ
たものであり、他は図５に示す第３の実施例と略同一と
なっている。
より説明する。図６に示す第４の実施例は、上部多孔質
カバー３２ａの表面または内部に、平坦状担体を設ける
ことなく直接液膜２０を有する光合成生物５を付着させ
たものであり、他は図５に示す第３の実施例と略同一と
なっている。
【００４４】図６において、ガス管２３から固体培養バ
イオリアクタ２２内の下方部分に供給された排ガス１
は、下方から上方へ流れる。この間、排ガス１中のＣＯ
2 は８の字状担体２１に付着された光合成生物５および
多孔質カバー３２ａに付着された光合成生物５によって
固定化される。
イオリアクタ２２内の下方部分に供給された排ガス１
は、下方から上方へ流れる。この間、排ガス１中のＣＯ
2 は８の字状担体２１に付着された光合成生物５および
多孔質カバー３２ａに付着された光合成生物５によって
固定化される。
【００４５】次に本発明の第５の実施例について、図７
により説明する。
により説明する。
【００４６】図７に示す第５の実施例は、ガス管２３の
上流側に光合成生物５を有する液体培養バイオリアクタ
２を接続し、この液体培養バイオリアクタ２に排ガス供
給用のガス管７を接続したものであり、他は図４に示す
第２の実施例と略同一となっている。また、基質液槽２
６からの管２９は、固体培養バイオリアクタ２２内に挿
入されている。
上流側に光合成生物５を有する液体培養バイオリアクタ
２を接続し、この液体培養バイオリアクタ２に排ガス供
給用のガス管７を接続したものであり、他は図４に示す
第２の実施例と略同一となっている。また、基質液槽２
６からの管２９は、固体培養バイオリアクタ２２内に挿
入されている。
【００４７】次に図７に示すＣＯ2 固定化装置の作用に
ついて説明する。排ガス１はガス管７を介して、予め光
合成生物５が投入された液体培養バイオリアクタ２内に
供給され、高温の排ガス１が冷却されて加湿される。同
時に光合成生物５の光合成によって、若干のＣＯ2 が有
機化合物として液体培養バイオリアクタ２内で固定化さ
れる。次に、液体培養バイオリアクタ２内の排ガスは、
ガス管２３を介して固定培養バイオリアクタ２２内に供
給され、固体培養バイオリアクタ２２内の光合成生物５
によって液体培養バイオリアクタ２の排出ガス中に残存
したＣＯ2 がほとんど有機化合物として固定化される。
ＣＯ2 が除去された処理ガス３はガス管２４を介して大
気中に放出される。
ついて説明する。排ガス１はガス管７を介して、予め光
合成生物５が投入された液体培養バイオリアクタ２内に
供給され、高温の排ガス１が冷却されて加湿される。同
時に光合成生物５の光合成によって、若干のＣＯ2 が有
機化合物として液体培養バイオリアクタ２内で固定化さ
れる。次に、液体培養バイオリアクタ２内の排ガスは、
ガス管２３を介して固定培養バイオリアクタ２２内に供
給され、固体培養バイオリアクタ２２内の光合成生物５
によって液体培養バイオリアクタ２の排出ガス中に残存
したＣＯ2 がほとんど有機化合物として固定化される。
ＣＯ2 が除去された処理ガス３はガス管２４を介して大
気中に放出される。
【００４８】次に本発明の第６の実施例について、図８
により説明する。
により説明する。
【００４９】図８に示す第６の実施例は、ガス管２３の
上流側に光合成生物５を有する液体培養バイオリアクタ
２を接続し、この液体培養バイオリアクタ２に排ガス供
給用のガス管７を接続したものであり、他は図５に示す
第３の実施例と略同一となっている。
上流側に光合成生物５を有する液体培養バイオリアクタ
２を接続し、この液体培養バイオリアクタ２に排ガス供
給用のガス管７を接続したものであり、他は図５に示す
第３の実施例と略同一となっている。
【００５０】図８において、排ガス１は液体培養バイオ
リアクタ２で冷却および加湿され、一部ＣＯ2 が固定化
される。その後排ガス１は固体培養バイオリアクタ２２
で大部分のＣＯ2 が固定化される。
リアクタ２で冷却および加湿され、一部ＣＯ2 が固定化
される。その後排ガス１は固体培養バイオリアクタ２２
で大部分のＣＯ2 が固定化される。
【００５１】次に本発明の他の実施例について説明す
る。上述した各実施例において、支持棒２５に支持され
た８の字のひも状担体２１を用いた例を示したが、これ
に限らず、図９に示すように支持棒２５の一側にだ円形
のひも状担体４１を取付けてもよい。
る。上述した各実施例において、支持棒２５に支持され
た８の字のひも状担体２１を用いた例を示したが、これ
に限らず、図９に示すように支持棒２５の一側にだ円形
のひも状担体４１を取付けてもよい。
【００５２】また、図１０に示すように、支持棒２５に
支持されたブラシ状の担体４２を用いてもよく、さらに
図１１に示すように支持棒２５に支持された連鎖状のひ
も状担体４３を用いてもよい。
支持されたブラシ状の担体４２を用いてもよく、さらに
図１１に示すように支持棒２５に支持された連鎖状のひ
も状担体４３を用いてもよい。
【００５３】さらに担体２１が内部に配設された固体培
養バイオリアクタ２２を水平方向に配置した例を示した
が、これに限らず、図１２に示すように垂直方向に配置
してもよく、また０度〜９０度の範囲で傾斜をつけて配
置してもよい。傾斜をつけて固体培養バイオリアクタ２
２を配置することにより、基質液の供給を容易に行なう
ことができる。
養バイオリアクタ２２を水平方向に配置した例を示した
が、これに限らず、図１２に示すように垂直方向に配置
してもよく、また０度〜９０度の範囲で傾斜をつけて配
置してもよい。傾斜をつけて固体培養バイオリアクタ２
２を配置することにより、基質液の供給を容易に行なう
ことができる。
【００５４】また、図１４に示すように、固体培養バイ
オリアクタ２２を垂直方向に配置し、固体培養バイオリ
アクタ２２内に支持板３５を設け、この支持板３５上に
球形の担体２１を投入してもよい。
オリアクタ２２を垂直方向に配置し、固体培養バイオリ
アクタ２２内に支持板３５を設け、この支持板３５上に
球形の担体２１を投入してもよい。
【００５５】また、基質液を、開閉弁２７のＯＮ−ＯＦ
Ｆで供給した例を示したが、これに限らず、ポンプ等を
使用して供給することもできる。さらに過剰に増殖した
光合成生物５の洗浄を手動で行なう必要はなく、自動で
洗浄することも可能である。また固体培養バイオリアク
タ２２内部で光合成生物５を洗浄することも可能であ
る。
Ｆで供給した例を示したが、これに限らず、ポンプ等を
使用して供給することもできる。さらに過剰に増殖した
光合成生物５の洗浄を手動で行なう必要はなく、自動で
洗浄することも可能である。また固体培養バイオリアク
タ２２内部で光合成生物５を洗浄することも可能であ
る。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
気相中のＣＯ2 を直接的に光合成生物により固定化する
ことができるので、従来のように液相中に溶込んだＣＯ
2 のみしか固定化しない場合に比較して多量のＣＯ2 を
固定化することができる。また光合成生物は気相中に露
出するので、従来のように液相によって光の透過が妨げ
られることはない。このため、ＣＯ2 固化率を大幅に向
上させるこができる。
気相中のＣＯ2 を直接的に光合成生物により固定化する
ことができるので、従来のように液相中に溶込んだＣＯ
2 のみしか固定化しない場合に比較して多量のＣＯ2 を
固定化することができる。また光合成生物は気相中に露
出するので、従来のように液相によって光の透過が妨げ
られることはない。このため、ＣＯ2 固化率を大幅に向
上させるこができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す概略模式図。
【図２】本発明の第１の実施例において担体が孔を有す
る場合を示す概略模式図。
る場合を示す概略模式図。
【図３】本発明の第１の実施例において担体が孔を有す
る場合を示す概略構成図。
る場合を示す概略構成図。
【図４】本発明の第２の実施例を示す概略構成図。
【図５】本発明の第３の実施例を示す概略構成図。
【図６】本発明の第４の実施例を示す概略構成図。
【図７】本発明の第５の実施例を示す概略構成図。
【図８】本発明の第６の実施例を示す概略構成図。
【図９】本発明の他の実施例を示す担体の概略図。
【図１０】本発明の他の実施例を示す担体の概略図。
【図１１】本発明の他の実施例を示す担体の概略図。
【図１２】本発明の他の実施例を示す固体培養バイオリ
アクタの概略図。
アクタの概略図。
【図１３】本発明の他の実施例を示す固体培養バイオリ
アクタの概略図。
アクタの概略図。
【図１４】従来の光合成によるＣＯ2 固定化方法を示す
概略模式図。
概略模式図。
【図１５】従来の光合成によるＣＯ2 固定化装置を示す
概略構成図。
概略構成図。
１ 排ガス ２ 液体培養バイオリアクタ ３ 処理ガス ５ 光合成生物 ２０ 液膜 ２１ 担体 ２２ 固体培養バイオリアクタ ２３ ガス管 ２４ ガス管 ３１ 担体 ３２ａ，３２ｂ 多孔質カバー
Claims (8)
- 【請求項１】気相中にある固定物体の表面または内部
に、その表面に液膜を有する光合成生物を付着させる工
程と、 前記光合成生物にＣＯ2 を含む排ガスを接触させるとと
もに、光合成生物に光を照射して光合成生物によりＣＯ
2 を固定化し処理ガスを生成する工程と、からなる光合
成によるＣＯ2 固定化方法。 - 【請求項２】固定物体は多数の孔を有し、ＣＯ2 を含む
排ガスは固定物体の孔内を流入して光合成生物に接触す
ることを特徴とする請求項１記載の光合成によるＣＯ2
固定化方法。 - 【請求項３】固定物体は多数の孔を有し、光合成生物か
らの処理ガスは固定物体の孔内を通って放出されること
を特徴とする請求項１記載の光合成によるＣＯ2 固定化
方法。 - 【請求項４】気相中に設けられた固定物体と、 この固定物体の表面または内部に設けられ、表面に液膜
を有する光合成生物と、 ＣＯ2 を含む排ガスを前記光合成生物側へ供給するガス
供給手段と、を備えたことを特徴とする光合成によるＣ
Ｏ2 固定化装置。 - 【請求項５】内部の気相中に担体が配設されるととも
に、この担体の表面または内部に、表面に液膜を有する
光合成生物を付着させた固体培養バイオリアクタと、 前記固体培養バイオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスを
供給するガス供給手段と、 前記固体培養バイオリアクタ内の処理ガスを放出するガ
ス放出手段と、 前記固体培養バイオリアクタ内に光合成生物の基質液を
間欠的に供給する基質液供給手段と、を備えたことを特
徴とする光合成によるＣＯ2 固定化装置。 - 【請求項６】外面に担体が取付けられた多孔質の外壁を
有するとともに、この担体の表面または内部に、表面に
液膜を有する光合成生物を付着させた固体培養バイオリ
アクタと、 前記固体培養バイオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスを
供給するガス供給手段と、 前記固体培養バイオリアクタ内の処理ガスを放出するガ
ス放出手段と、 前記固体培養バイオリアクタ内に光合成生物の基質液を
間欠的に供給する基質液供給手段と、を備えたことを特
徴とする光合成によるＣＯ2 固定化装置。 - 【請求項７】多孔質の外壁を有するとともに、この外壁
の表面または内部に、表面に液膜を有する光合成生物を
付着させた固体培養バイオリアクタと、 前記固体培養バイオリアクタ内にＣＯ2 を含む排ガスを
供給するガス供給手段と、 前記固体培養バイオリアクタ内に光合成生物の基質液を
間欠的に供給する基質液供給手段と、を備えたことを特
徴とする光合成によるＣＯ2 固定化装置。 - 【請求項８】ガス供給手段は液体培養バイオリアクタを
有し、この液体培養バイオリアクタは内部の液相中に担
体が配設されるとともに、この担体の表面または内部に
光合成生物を付着させたことを特徴とする請求項５乃至
７のいずれかに記載の光合成によるＣＯ2 固定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5236456A JPH0787955A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 光合成によるｃｏ２固定化方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5236456A JPH0787955A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 光合成によるｃｏ２固定化方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0787955A true JPH0787955A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17001020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5236456A Pending JPH0787955A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 光合成によるｃｏ２固定化方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787955A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005533632A (ja) * | 2002-05-13 | 2005-11-10 | グリーンフューエル テクノロジーズ コーポレイション | バイオマス製造および燃料気体中の汚染物質の軽減のためのフォトバイオリアクターおよびプロセス |
| CN102803463A (zh) * | 2009-05-06 | 2012-11-28 | 生物进程H2O有限责任公司 | 用于培养微生物和减缓气体的系统、设备和方法 |
| JP2013138676A (ja) * | 2008-10-24 | 2013-07-18 | Bioprocessh2O Llc | 微生物を培養しガスを軽減するためのシステム、装置、および方法 |
| US8809037B2 (en) | 2008-10-24 | 2014-08-19 | Bioprocessh20 Llc | Systems, apparatuses and methods for treating wastewater |
| JP2015180227A (ja) * | 2008-01-03 | 2015-10-15 | プロテロ インコーポレイテッド | トランスジェニック光合成微生物およびフォトバイオリアクター |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP5236456A patent/JPH0787955A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005533632A (ja) * | 2002-05-13 | 2005-11-10 | グリーンフューエル テクノロジーズ コーポレイション | バイオマス製造および燃料気体中の汚染物質の軽減のためのフォトバイオリアクターおよびプロセス |
| JP2015180227A (ja) * | 2008-01-03 | 2015-10-15 | プロテロ インコーポレイテッド | トランスジェニック光合成微生物およびフォトバイオリアクター |
| JP2013138676A (ja) * | 2008-10-24 | 2013-07-18 | Bioprocessh2O Llc | 微生物を培養しガスを軽減するためのシステム、装置、および方法 |
| EP2337843A4 (en) * | 2008-10-24 | 2013-09-18 | Bioprocessh20 Llc | SYSTEMS, APPARATUSES AND METHODS FOR MICROORGANISM CULTURE AND GAS MITIGATION |
| US8809037B2 (en) | 2008-10-24 | 2014-08-19 | Bioprocessh20 Llc | Systems, apparatuses and methods for treating wastewater |
| KR101478138B1 (ko) * | 2008-10-24 | 2015-01-02 | 바이오-프로세스에이치20 엘엘씨 | 미생물을 배양하고 가스를 진정시키는 시스템, 장치 및 방법 |
| CN102803463A (zh) * | 2009-05-06 | 2012-11-28 | 生物进程H2O有限责任公司 | 用于培养微生物和减缓气体的系统、设备和方法 |
| CN102803463B (zh) * | 2009-05-06 | 2015-09-23 | 生物进程H2O有限责任公司 | 用于培养微生物和减缓气体的系统、设备和方法 |
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